(57)【要約】下記式（１）で表わされるイミダゾピリジン誘導体。2012005009.tif 000052
2012005009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で表わされるイミダゾピリジン誘導体。
【化４４】
2012005009.tif 000049
（Ｒ１〜Ｒ１２のいずれか１つは単結合でＬと結合し、単結合以外のＲ１〜Ｒ１２は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜８のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
Ｘ１〜Ｘ４は、それぞれ窒素原子、又はＣ（Ｒ２３）で表わされる連結基である、及び／又は、Ｘ１とＸ２、Ｘ２とＸ３、及びＸ３とＸ４が、それぞれ互いに結合し、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１８の芳香環を形成する、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜１８の芳香族複素環を形成する。
Ｘ１〜Ｘ４の連結基Ｃ（Ｒ２３）が複数の場合、複数のＲ２３は同じでも異なってもよい。
Ｒ２１〜Ｒ２３のいずれか１つは単結合でＬと結合し、単結合以外のＲ２１〜Ｒ２３は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜８のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
Ｌは、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の２価の複素環基、又は２〜３個のこれら２価の基が単結合で結合してなる連結基である。）
【請求項２】
下記式（２）で表わされる請求項１に記載のイミダゾピリジン誘導体。
【化４５】
2012005009.tif 000050
（式中、Ｘ１〜Ｘ４、Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ１２、Ｒ２１〜Ｒ２３及びＬは、式（１）と同様である。）
【請求項３】
下記式（３）で表わされる請求項１又は２に記載のイミダゾピリジン誘導体。
【化４６】
2012005009.tif 000051
（式中、Ｘ１〜Ｘ４、Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ１２、Ｒ２２、Ｒ２３及びＬは、式（１）と同様である。）
【請求項４】
Ｒ７及びＲ１２が、それぞれ環形成炭素数６〜３０のアリール基である請求項１〜３のいずれかに記載のイミダゾピリジン誘導体。
【請求項５】
有機エレクトロルミネッセンス素子用材料である請求項１〜４のいずれかに記載のイミダゾピリジン誘導体。
【請求項６】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料が、電子注入材料又は電子輸送材料である請求項５に記載のイミダゾピリジン誘導体。
【請求項７】
陰極と陽極の間に少なくとも発光層を含む１以上の有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層の少なくとも１層が、請求項１〜４のいずれかに記載のイミダゾピリジン誘導体を単独もしくは混合物の成分として含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記有機薄膜層が電子注入層又は電子輸送層を含み、前記電子注入層又は該電子輸送層が、請求項１〜４のいずれかに記載のイミダゾピリジン誘導体を単独もしくは混合物の成分として含有する請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記イミダゾピリジン誘導体を含有する電子注入層又は電子輸送層が、還元性ドーパントをさらに含有する請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記還元性ドーパントが、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体及び希土類金属の有機錯体からなる群から選択される１種又は２種以上である請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記還元性ドーパントが、アルカリ金属の８−キノリノール錯体である請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イミダゾピリジン誘導体及びそれを含んでなる有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機物質を使用した有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子としての用途が有望視され、多くの開発が行われている。
一般に有機ＥＬ素子は、発光層及びこれを挟持してなる一対の対向電極から構成されている。発光は、両電極間に電界が印加されると、陰極側から電子が及び陽極側から正孔が注入され、電子が発光層において正孔と再結合し、励起状態を生成し、励起状態が基底状態に戻る際にエネルギーを光として放出する。【０００３】
これら正孔注入、電子注入及び発光の全てを１層で機能させる有機ＥＬ素子の高性能化は難しく、電極間の有機層を複数層化し、機能分離させることにより、高性能化を実現している。具体的には、２つの電極間に正孔輸送層、発光層、電子輸送層等の３層以上の層を積層させた構造が一般的である。【０００４】
初期の有機ＥＬ素子は、駆動電圧、発光効率及び耐久性が不十分であり、これら問題に対して様々な技術的改良がなされてきた。例えば特許文献１〜３では、電子輸送材料を改良することにより駆動電圧の低下を実現している。【０００５】
特許文献１は、アントラセン骨格を有する材料を開示する。しかし、特許文献１はアントラセン骨格を多数開示するものの、例えばベンゾフルオランテン骨格の性質については何ら言及がない。
また、特許文献２は、ベンズイミダゾール骨格を有する材料を多数開示する。特許文献３では、ガラス転移温度の高い構造を用いることで化合物の耐久性を上げ、素子の寿命を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２２９７号公報
【特許文献２】韓国特許出願公開第１０−２００９−００５９８４９号明細書
【特許文献３】ＷＯ０９／１４８２６９
【発明の概要】
【０００７】
本発明の目的は、有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動電圧を低減し、且つ高効率で長寿命な発光を可能にするイミダゾピリジン誘導体を提供することである。
【０００８】
本発明によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動電圧を低減し、且つ高効率で長寿命な発光を可能にできる以下のイミダゾピリジン誘導体等が提供される。
１．下記式（１）で表わされるイミダゾピリジン誘導体。
【化１】
2012005009.tif 000003
（Ｒ１〜Ｒ１２のいずれか１つは単結合でＬと結合し、単結合以外のＲ１〜Ｒ１２は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜８のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
Ｘ１〜Ｘ４は、それぞれ窒素原子、又はＣ（Ｒ２３）で表わされる連結基である、及び／又は、Ｘ１とＸ２、Ｘ２とＸ３、及びＸ３とＸ４が、それぞれ互いに結合し、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１８の芳香環を形成する、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜１８の芳香族複素環を形成する。
Ｘ１〜Ｘ４の連結基Ｃ（Ｒ２３）が複数の場合、複数のＲ２３は同じでも異なってもよい。
Ｒ２１〜Ｒ２３のいずれか１つは単結合でＬと結合し、単結合以外のＲ２１〜Ｒ２３は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜８のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
Ｌは、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の２価の複素環基、又は２〜３個のこれら２価の基が単結合で結合してなる連結基である。）
２．下記式（２）で表わされる１に記載のイミダゾピリジン誘導体。
【化２】
2012005009.tif 000004
（式中、Ｘ１〜Ｘ４、Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ１２、Ｒ２１〜Ｒ２３及びＬは、式（１）と同様である。）
３．下記式（３）で表わされる１又は２に記載のイミダゾピリジン誘導体。
【化３】
2012005009.tif 000005
（式中、Ｘ１〜Ｘ４、Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ１２、Ｒ２２、Ｒ２３及びＬは、式（１）と同様である。）
４．Ｒ７及びＲ１２が、それぞれ環形成炭素数６〜３０のアリール基である１〜３のいずれかに記載のイミダゾピリジン誘導体。
５．有機エレクトロルミネッセンス素子用材料である１〜４のいずれかに記載のイミダゾピリジン誘導体。
６．前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料が、電子注入材料又は電子輸送材料である５に記載のイミダゾピリジン誘導体。
７．陰極と陽極の間に少なくとも発光層を含む１以上の有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層の少なくとも１層が、１〜４のいずれかに記載のイミダゾピリジン誘導体を単独もしくは混合物の成分として含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
８．前記有機薄膜層が電子注入層又は電子輸送層を含み、前記電子注入層又は該電子輸送層が、１〜４のいずれかに記載のイミダゾピリジン誘導体を単独もしくは混合物の成分として含有する７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
９．前記イミダゾピリジン誘導体を含有する電子注入層又は電子輸送層が、還元性ドーパントをさらに含有する８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１０．前記還元性ドーパントが、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体及び希土類金属の有機錯体からなる群から選択される１種又は２種以上である９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１１．前記還元性ドーパントが、アルカリ金属の８−キノリノール錯体である１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【０００９】
本発明によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動電圧を低減し、且つ高効率で長寿命な発光を可能にするイミダゾピリジン誘導体が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態の一例を示す図である。
【図２Ａ】本発明の各層のエネルギーギャップの関係を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の各層のエネルギーギャップの関係に基づく作用を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のイミダゾピリジン誘導体は、下記式（１）で表わされる。
【化４】
2012005009.tif 000006
（Ｒ１〜Ｒ１２のいずれか１つは単結合でＬと結合し、単結合以外のＲ１〜Ｒ１２は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜８のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
Ｘ１〜Ｘ４は、それぞれ窒素原子、又はＣ（Ｒ２３）で表わされる連結基である、及び／又は、Ｘ１とＸ２、Ｘ２とＸ３、及びＸ３とＸ４が、それぞれ互いに結合し、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１８の芳香環を形成する、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜１８の芳香族複素環を形成する。
Ｘ１〜Ｘ４の連結基Ｃ（Ｒ２３）が複数の場合、複数のＲ２３は同じでも異なってもよい。
Ｒ２１〜Ｒ２３のいずれか１つは単結合でＬと結合し、単結合以外のＲ２１〜Ｒ２３は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜８のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
Ｌは、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の２価の複素環基、又は２〜３個のこれら２価の基が単結合で連結してなる連結基である。）
【００１２】
上記式（１）において、Ｌを構成するアリーレン基及び複素環基は、連結基中にそれぞれ複数ある場合、互いに同じでも異なってもよい。
【００１３】
ベンゾフルオランテン骨格は高い平面性を有し、分子同士がうまく重なるため、本発明のイミダゾピリジン誘導体は高い電荷輸送性を有すると考えられる。特にベンゾフルオランテン骨格はその高い平面性から、例えばフルオランテン骨格よりも高い電荷輸送性を有する。
また、ベンゾフルオランテン骨格は電荷耐久性が高く、本発明のイミダゾピリジン誘導体を有機ＥＬ素子に用いた場合に、寿命の向上が期待できる。例えば有機ＥＬ素子の発光層に電子トラップ性のドーパントを用いると、正孔が電子注入層側まで流れてくる場合があるが、ベンゾフルオランテン骨格を有する本発明のイミダゾピリジン誘導体は正孔耐性をもつため、素子の劣化を防ぐことができると考えられる。
【００１４】
本発明のイミダゾピリジン誘導体はベンゾフルオランテン骨格を有することで、アフィニティ（Ａｆ）が大きくなり、例えば電子輸送層に用いた場合には、隣接する金属錯体層又は還元性ドーパント層との相互作用が高くなり、良好な電子注入性が期待できる。
以上の理由から、ベンゾフルオランテン骨格を有する本発明のイミダゾピリジン誘導体は、有機ＥＬ素子の低電圧駆動を可能にすることができる。
【００１５】
窒素原子は電気陰性度が大きく、隣接するベンゼン環等の炭素原子の電子を引き寄せる性質を有する。イミダゾピリジンとベンズイミダゾールは共に含窒素複素環であるが、イミダゾピリジンは六員環部に窒素原子を有するため、例えば六員環部に窒素原子を有さないベンズイミダゾールと比べて、六員環部の炭素原子の電子吸引効果が高いと考えられる。従って、ベンズイミダゾールと比べて、電子が窒素原子に集まりやすいイミダゾピリジンは、分子内で電気的な偏りが生じて、極性が大きくなり、金属（陰極）との親和性が大きくなるため、高い電子注入性を有すると考えられる。
また、ベンズイミダゾールの場合、通常、窒素原子に置換基を有し、ベンズイミダゾールが金属と配位する際、当該置換基が立体障害になる可能性がある。一方、イミダゾピリジンは、金属と配位する部位の立体障害を小さくできるので、ベンズイミダゾールよりも電子注入性を向上させることができると考えられる。
以上の理由から、イミダゾピリジン骨格を有する本発明のイミダゾピリジン誘導体は、低電圧駆動を可能にすることができると考えられる。
【化５】
2012005009.tif 000007
【００１６】
本発明のイミダゾピリジン誘導体は、ベンゾフルオランテン骨格及びイミダゾピリジン骨格を一体として有する化合物であり、優れた電荷輸送性、電荷耐久性及び電子注入性を同時に有する化合物である。
【００１７】
式（１）で表わされるイミダゾピリジン誘導体は、好ましくは下記式（２）で表わされるイミダゾピリジン誘導体であり、より好ましくは下記式（３）で表わされるイミダゾピリジン誘導体である。
【００１８】
【化６】
2012005009.tif 000008
（式中、Ｘ１〜Ｘ４、Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ１２、Ｒ２１〜Ｒ２３及びＬは、式（１）と同様である。）
【００１９】
式（１）で表わされるイミダゾピリジン誘導体において、Ｒ３及びＲ４は活性部位であり、置換基を導入することで誘導体の安定性を向上させる傾向がある。上記式（２）では、Ｒ４を単結合とし、Ｌと結合させることで誘導体の安定性を向上させている。
安定性が向上している式（２）で表わされるイミダゾピリジン誘導体を有機ＥＬ素子に用いた場合、素子の寿命をさらに向上させる傾向がある。
【００２０】
【化７】
2012005009.tif 000009
（式中、Ｘ１〜Ｘ４、Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ１２、Ｒ２２、Ｒ２３及びＬは、式（１）と同様である。）
【００２１】
上記式（３）において、Ｒ２１を単結合としてＬと結合させることで、例えば有機ＥＬ素子の電子輸送層に式（３）で表わされるイミダゾピリジン誘導体を用いた場合に、電極からの電子注入性を向上させることができ、駆動電圧をさらに低減させる傾向がある。さらに、Ｌとイミダゾピリジン部の立体障害が小さくなって平面的に配列しやすくなることで、イミダゾピリジン誘導体の電荷輸送性が高くなり、さらに低電圧化させる傾向がある。
【００２２】
式（１）〜（３）で表わされる本発明のイミダゾピリジン誘導体（以下、単に本発明のイミダゾピリジン誘導体という場合がある）のＬが単結合である場合、ベンゾフルオランテン骨格（電荷輸送部位）及びイミダゾピリジン骨格（電子注入部位）の距離が短いため、分子内の電荷移動をスムーズとすることができると考えられる（電荷輸送部位まで電子がすぐに移動できる）。従って、Ｌが単結合である本発明のイミダゾピリジン誘導体は、駆動電圧の低減が可能となると考えられる。
一方、本発明のイミダゾピリジン誘導体のＬがアリーレン基及び／又は２価の複素環基を含む場合、ベンゾフルオランテン骨格とイミダゾピリジン骨格の電子的な関与を低減できる。イミダゾピリジン骨格及びベンゾフルオランテン骨格間に距離ができるため、分子内の移動には時間を要する場合があるが、電子注入部位と電荷輸送部位の機能が互いに干渉することを低減できる。その結果、分子間移動時に干渉がなくなって、駆動電圧の低減が可能になると考えられる。
【００２３】
本発明のイミダゾピリジン誘導体において、好ましくはＲ７及びＲ１２が、それぞれ環形成炭素数６〜３０（好ましくは環形成炭素数６〜２０、より好ましくは環形成炭素数６〜１２）のアリール基であり、特に好ましくはＲ７及びＲ１２が、共にフェニル基である。
Ｒ７及びＲ１２を、それぞれアリール基とすることで、ベンゾフルオランテン骨格の平面性を向上させることができると考えられる。平面性が向上したイミダゾピリジン誘導体では、分子同士の重なりが大きなって分子同士の距離を短くでき、イミダゾピリジン誘導体の電荷輸送性を高めることができる。
【００２４】
以下、本発明のイミダゾピリジン誘導体の各置換基について説明する。
Ｒ１〜Ｒ１２及びＲ２１〜Ｒ２３の炭素数１〜１０（好ましくは炭素数１〜６、より好ましくは炭素数１〜４）のアルキル基としては、エチル基、メチル基、ｉ−プロピル基、ｎ−プロピル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられ、好ましくはエチル基、メチル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基である。
【００２５】
Ｒ１〜Ｒ１２及びＲ２１〜Ｒ２３の環形成炭素数３〜８（好ましくは環形成炭素数３〜６）のシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基等が挙げられ、好ましくはシクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基である。
【００２６】
Ｒ１〜Ｒ１２及びＲ２１〜Ｒ２３の炭素数１〜２０（好ましくは炭素数１〜１０、より好ましくは炭素数１〜６）のアルコキシ基は、−ＯＹで表される基であり、Ｙの例としては、上記アルキル基と同様の例が挙げられる。
【００２７】
Ｒ１〜Ｒ１２及びＲ２１〜Ｒ２３の環形成炭素数６〜３０（好ましくは環形成炭素数６〜２０、より好ましくは環形成炭素数６〜１２）のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ピレニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントリル基、クリセニル基、ベンゾフェナントリル基、ベンズアントリル基、ベンゾクリセニル基、フルオレニル基、フルオランテニル基、ナフタセニル基等が挙げられ、好ましくはフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ピレニル基、ビフェニル基、ターフェニル基である。
【００２８】
Ｒ１〜Ｒ１２及びＲ２１〜Ｒ２３の環形成炭素数６〜２０（好ましくは環形成炭素数６〜１０）のアリールオキシ基は、−ＯＡｒで表される基であり、Ａｒの例としては、上記アリール基と同様である。
【００２９】
Ｒ１〜Ｒ１２及びＲ２１〜Ｒ２３の環形成原子数５〜３０（好ましくは環形成原子数５〜２０、より好ましくは環形成原子数５〜１２）の複素環基としては、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、インドリル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キノキサリニル基、アクリジニル基、ピロリジニル基、ジオキサニル基、ピペリジニル基、モルフォリル基、ピペラジニル基、カルバゾリル基、フラニル基、チオフェニル基、オキサゾリル基、イソキサゾリル基、オキサジアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチオフェニル基、ベンゾチアゾリル基、トリアゾリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ピラゾリル基、インダゾリル基、イミダゾピリジル基、テトラゾリル基等が挙げられ、好ましくはピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、フラニル基、チオフェニル基、ベンゾチオフェニル基、ベンゾチアゾリル基である。
【００３０】
Ｒ１〜Ｒ１２及びＲ２１〜Ｒ２３のシリル基は、炭素数３〜３０のアルキルシリル基及び炭素数８〜３０のアリールシリル基を含む。
上記炭素数３〜３０（好ましくは炭素数３〜２０、より好ましくは炭素数３〜１０）のアルキルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基等が挙げられ、好ましくはトリメチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基である。
上記炭素数８〜３０のアリールシリル基としては、トリフェニルシリル基、フェニルジメチルシリル基、ｔ−ブチルジフェニルシリル基、トリトリルシリル基、トリキシリルシリル基、トリナフチルシリル基等が挙げられ、好ましくはトリフェニルシリル基、フェニルジメチルシリル基である。
【００３１】
Ｌの環形成炭素数６〜３０（好ましくは環形成炭素数６〜２０、より好ましくは環形成炭素数６〜１２）のアリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、アントリレン基、ペンタセニレン基、ペリレニレン基、ピセニレン基、ピレニレン基、ペンタフェニレン基、フルオレニレン基、クリセニレン基、フェナントリレン基等が挙げられ、好ましくはフェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、フルオレニレン基、フェナントリレン基である。
【００３２】
Ｌの環形成原子数５〜３０（好ましくは環形成原子数５〜２０、より好ましくは環形成原子数５〜１２）の２価の複素環基としては、ピリジニレン基、ピラジニレン基、ピリミジニレン基、ピリダジニレン基、トリアジニレン基、インドリニレン基、キノリニレン基、イソキノリニレン基、キノキサリニレン基、アクリジニレン基、ピロリジニレン基、ジオキサニレン基、ピペリジニレン基、モルフォリレン基、ピペラジニレン基、カルバゾリレン基、フラニレン基、チオフェニレン基、オキサゾリレン基、イソキサゾリレン基、オキサジアゾリレン基、ベンゾオキサゾリレン基、チアゾリレン基、チアジアゾリレン基、ベンゾチオフェニレン基、ベンゾチアゾリレン基、トリアゾリレン基、イミダゾリレン基、ベンゾイミダゾリレン基、プラニレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、ピラゾリレン基、インダゾリレン基、イミダゾピリジレン基、テトラゾリレン基等が挙げられ、好ましくはピリジニレン基、ピラジニレン基、ピリミジニレン基、ピリダジニレン基、トリアジニレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基である。
【００３３】
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられ、好ましくはフッ素原子である。
【００３４】
Ｒ１〜Ｒ１２及びＲ２１〜Ｒ２３及びＬの各置換基がさらに置換基を有する場合、当該置換基としては、上述のアルキル基、アルキルシリル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アルコキシ基、複素環基、アラルキル基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、カルボニル基、ジベンゾフラニル基、フルオレニル基等が挙げられる。
【００３５】
尚、本発明のイミダゾピリジン誘導体の各置換基について、「無置換」とは、水素原子が置換したことを意味する。また、本発明のイミダゾピリジン誘導体の水素原子には、軽水素、重水素が含まれる。
また、本明細書において、「環形成炭素」とは飽和環、不飽和環、又は芳香環を構成する炭素原子を意味する。「環形成原子」とは環（飽和環、不飽和環、及び芳香環を含む）を構成する炭素原子及びヘテロ原子を意味する。
【００３６】
本発明のイミダゾピリジン誘導体の具体例を以下に示す。
【化８】
2012005009.tif 000010
【化９】
2012005009.tif 000011
【化１０】
2012005009.tif 000012
【化１１】
2012005009.tif 000013
【化１２】
2012005009.tif 000014
【化１３】
2012005009.tif 000015
【化１４】
2012005009.tif 000016
【化１５】
2012005009.tif 000017
【化１６】
2012005009.tif 000018
【化１７】
2012005009.tif 000019
【化１８】
2012005009.tif 000020
【化１９】
2012005009.tif 000021
【化２０】
2012005009.tif 000022
【化２１】
2012005009.tif 000023
【化２２】
2012005009.tif 000024
【化２３】
2012005009.tif 000025
【化２４】
2012005009.tif 000026
【化２５】
2012005009.tif 000027
【化２６】
2012005009.tif 000028
【００３７】
本発明のイミダゾピリジン誘導体は、有機ＥＬ素子用材料として用いると好ましく、有機ＥＬ素子の電子注入材料又は電子輸送材料として用いるとより好ましい。これは、イミダゾピリジン基が隣接層からの電子の授受を媒介するためである。また、本発明のイミダゾピリジン誘導体は、後述する理由から、３重項エネルギー障壁材料としても好適に用いることができると考えられる。
【００３８】
本発明のイミダゾピリジン誘導体の基本骨格であるベンゾフルオランテン骨格は３重項エネルギーが高く、３重項励起子の閉じ込め効果が高いため、例えば有機ＥＬ素子の発光層に接した障壁層の材料として利用することによって、ＴＴＦ（Ｔｒｉｐｌｅｔ−Ｔｒｉｐｌｅｔ  Ｆｕｓｉｏｎ）現象を促進させることができると考えられる。また、本発明のイミダゾピリジン誘導体の基本骨格であるベンゾフルオランテン骨格は、その平面性の高さによって薄膜中での分子スタッキングが向上し、電子輸送性が大きくなるという特徴を持つため、発光層への電子注入を促進し、発光層での再結合効率を高め、ＴＴＦ現象を効率的に起こすことができると考えられる。さらに、本発明のイミダゾピリジン誘導体は、電極等の金属含有層からの電子注入性の高い含窒素複素環であるイミダゾピリジン骨格を含むため、電子注入層をさらに積層させることなく低駆動電圧の有機ＥＬ素子を実現させることができると考えられる。
このように、本発明のイミダゾピリジン誘導体は、電子注入・輸送機能及び３重項エネルギー障壁機能（トリプレット障壁機能）の両方を備える化合物である。
【００３９】
上記のように、本発明のイミダゾピリジン誘導体は、トリプレット障壁機能を有する構造部位（トリプレット障壁構造部位）と電子注入・輸送機能を有する構造部位を含む化合物である。構造部位とは、化合物に含まれる個々の環式構造（置換基を除いた単環又は縮合多環）である。
【００４０】
トリプレット障壁構造部位とは、化合物に含まれる構造部位の中で、３重項エネルギーが最も低くなる（小さい）構造部位をいう。つまり、化合物の３重項エネルギーを主として決定する構造部位である。トリプレット障壁構造部位の３重項エネルギーは、置換基を除き、各構造部位同士の結合位置に水素が置換された独立した環式構造の３重項エネルギーをいう。さらに、トリプレット障壁構造部位は縮合多環芳香族炭化水素化合物でなければならない。その理由を以下に説明する。
【００４１】
炭化水素からなる縮合環の遷移状態は、環式構造のπ電子雲が関与するπ-π*遷移に基づく。このπ電子雲の広がりは小さく、発光層の励起状態に及ぼす影響は小さい。一方、構造部位に非共有電子対を有する場合の遷移状態は、非共有電子対が関与することで、発光層で生成した３重項励起子との間で強い相互作用が生じ、ホストの３重項励起子の失活を促進させる。この結果、ＴＴＦ現象を効率的に起こすことができない。従って、障壁材料のトリプレット障壁構造部位は主にπ-π*遷移に基づく励起三重項状態を形成する炭化水素からなる縮合環であることが好ましい。
【００４２】
本発明のイミダゾピリジン誘導体を障壁材料として用いる場合、障壁材料の３重項エネルギーは、発光層のホストの３重項エネルギーよりも大きいことが好ましい。
障壁材料のトリプレット障壁機能は、トリプレット障壁構造部位によって主として決定される。一般に、発光層で生成された３重項励起子が、隣接する障壁材料へそのエネルギーを遷移させる場合、障壁材料の各構造部位のうち、最も低い３重項エネルギーを有する構造部位に３重項エネルギーが遷移する。このことから、各構造部位のうち最も低い３重項エネルギーを有するトリプレット障壁構造部位が縮合多環芳香族炭化水素化合物である場合、障壁材料はトリプレット障壁機能を効果的に発揮する。以上の理由より、化合物に含まれる構造部位の中で３重項エネルギーが最も低くなる（小さい）構造部位が炭素と水素から構成されていない場合は、当該化合物はトリプレット障壁構造部位を有しないこととなる。
【００４３】
以下、ＴＴＦ現象について簡単に説明をする。
有機ＥＬ素子に電圧を印加すると、陽極、陰極から電子と正孔が注入され、注入された電子と正孔は発光層内で再結合し励起子を生成する。そのスピン状態は、１重項励起子が２５％、３重項励起子が７５％である。従来知られている蛍光素子においては、１重項励起子が基底状態に緩和するときに光を発するが、残りの３重項励起子については光を発することなく熱的失活過程を経て基底状態に戻る。しかしながら、Ｓ．Ｍ．Ｂａｃｈｉｌｏらによれば（Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｅｍ．Ａ，１０４，７７１１（２０００））、当初生成した７５％の３重項励起子のうち、１／５が１重項励起子に変化する。
ＴＴＦ現象とは３重項励起子の衝突融合により１重項励起子が生成する現象であり、このＴＴＦ現象を利用すれば、当初生成する２５％の１重項励起子だけでなく、３重項励起子の衝突融合により生じる１重項励起子も発光に利用でき、素子の発光効率を高めることができる。
【００４４】
ＴＴＦ現象を効率よく起こすためには、１重項励起子と比べて励起子寿命が格段に長い３重項励起子を発光層内に閉じ込めておく必要がある。
本発明では、本発明のイミダゾピリジン誘導体を含有する障壁層を蛍光素子の発光層に隣接させることが好ましい。本発明のイミダゾピリジン誘導体を含んでなる障壁層を蛍光素子に用いることによってＴＴＦ現象を引き起こし、高効率な有機ＥＬ素子を実現することができると考えられる。
尚、本発明の障壁層は３重項エネルギーに対する障壁機能を有する層であり、正孔障壁層及び電荷障壁層とはその機能が異なる。
【００４５】
本発明のイミダゾピリジン誘導体を含有する障壁層、電子注入層又は電子輸送層は、好ましくはさらに還元性ドーパントを含有する。
還元性ドーパントとしては、ドナー性金属、ドナー性金属化合物及びドナー性金属錯体が挙げられ、これら還元性ドーパントは１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
ここで、還元性ドーパントとは、電子を供与する材料（電子供与性材料という）である。この電子供与性材料は、当該電子供与性材料と共に障壁層、電子注入層又は電子輸送層に含まれる他の有機材料、もしくは障壁層、電子注入層又は電子輸送層に隣接する層を構成する有機材料と相互作用し、ラジカルアニオンを生じさせる材料、又は電子供与性ラジカルを有する材料である。
【００４６】
ドナー性金属とは、仕事関数３．８ｅＶ以下の金属をいい、好ましくはアルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類金属であり、より好ましくはＣｓ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｓｒ，Ｋ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｙｂ，Ｅｕ及びＣｅである。
ドナー性金属化合物とは、上記のドナー性金属を含む化合物であり、好ましくはアルカリ金属、アルカリ土類金属又は希土類金属を含む化合物であり、より好ましくはこれらの金属のハロゲン化物、酸化物、炭酸塩、ホウ酸塩である。例えば、ＭＯｘ（Ｍはドナー性金属、ｘは０．５〜１．５）、ＭＦｘ（ｘは１〜３）、Ｍ（ＣＯ３）ｘ（ｘは０．５〜１．５）で表される化合物である。
【００４７】
ドナー性金属錯体とは、上記のドナー性金属の錯体であり、好ましくはアルカリ金属、アルカリ土類金属又は希土類金属の有機金属錯体である。好ましくは下記式（Ｉ）で表される有機金属錯体である。
【化２７】
2012005009.tif 000029
（式中、Ｍはドナー性金属であり、Ｑは配位子であり、好ましくはカルボン酸誘導体、ジケトン誘導体又はキノリン誘導体であり、ｎは１〜４の整数である。）
【００４８】
ドナー性金属錯体の具体例としては、特開２００５−７２０１２号公報に記載のタングステン水車等が挙げられる。さらに、特開平１１−３４５６８７号公報に記載された中心金属がアルカリ金属、アルカリ土類金属であるフタロシアニン化合物等もドナー性金属錯体として使用できる。
【００４９】
上記還元性ドーパントは、好ましくはアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体及び希土類金属の有機錯体からなる群から選択される１種又は２種以上であり、より好ましくはアルカリ金属の８−キノリノール錯体である。
【００５０】
ＴＴＦ現象を利用するときは、本発明のイミダゾピリジン誘導体からなる障壁層を構成する化合物の３重項エネルギーが発光層を主として構成するホストの３重項エネルギーより高くなければならない。好ましくは、障壁層に含まれる本発明のイミダゾピリジン誘導体、発光層に含まれるホストとドーパントが下記式（１）及び（２）を満たす。
ＥＴｂ＞ＥＴｈ・・・（１）
ＥＴｄ＞ＥＴｈ・・・（２）
（ＥＴｈ、ＥＴｂ及びＥＴｄは、それぞれホスト材料、障壁層の含窒素複素環誘導体及びドーパントの３重項エネルギーを示す。）
【００５１】
図１は、本発明の第１の実施形態の一例を示す有機ＥＬ素子の概略構成図である。図２Ａは各層の最低励起１重項エネルギー及び最低励起３重項エネルギーを模式的に表す。尚、本発明で３重項エネルギーは、最低励起３重項状態におけるエネルギーと基底状態におけるエネルギーの差をいい、１重項エネルギー（エネルギーギャップという場合もある）は、最低励起１重項状態におけるエネルギーと基底状態におけるエネルギーの差をいう。
【００５２】
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極、発光層、電子輸送帯域及び陰極をこの順に備える素子であればよく、図１に示す有機ＥＬ素子は、陽極１０から順に、正孔輸送帯域５０、発光層２０、電子輸送帯域３０、陰極４０の順に積層されている。陽極１０と発光層２０の間に正孔輸送帯域５０が設けられていることが好ましい。図２Ａに示す実施形態では、電子輸送帯域が障壁層のみの構成を示している。しかし、電子輸送帯域が障壁層を含めばよく、障壁層のみの実施形態はより注入性の高い電子注入層の挿入を妨げるものではない。電子注入層を形成するときは、従来電子注入層として使用されてきた一般的な化合物を使用することができ、含へテロ環化合物が好ましい。
【００５３】
図２Ａにおいて、陽極から注入された正孔は正孔輸送帯域を通して発光層へ注入され、陰極から注入された電子は電子輸送帯域を通して発光層へ注入される。その後、発光層で正孔と電子が再結合し、１重項励起子と３重項励起子が生成する。再結合はホスト分子上で起こる場合とドーパント分子上で起こる場合の２通りがある。本実施形態では、図２Ａに示されるように、ホスト、ドーパントの３重項エネルギーをそれぞれＥＴｈ、ＥＴｄとするとき、ＥＴｈ＜ＥＴｄの関係を満たすと好ましい。この関係を満たすことにより、さらに図２Ｂに示されるように、ホスト上で再結合し発生した３重項励起子は、より高い３重項エネルギーを持つドーパントには移動しない。
【００５４】
ドーパント分子上で再結合し発生した３重項励起子は速やかにホスト分子にエネルギー移動する。即ちホストの３重項励起子がドーパントに移動することなくＴＴＦ現象によって効率的にホスト上で３重項励起子同士が衝突することで１重項励起子が生成される。さらに、ドーパントの１重項エネルギーＥＳｄは、ホストの１重項エネルギーＥＳｈより小さいため、ＴＴＦ現象によって生成された１重項励起子は、ホストからドーパントへエネルギー移動しドーパントの蛍光性発光に寄与する。本来、蛍光型素子に用いられるドーパントにおいては、励起３重項状態から基底状態への遷移は禁制であり、このような遷移では３重項励起子は光学的なエネルギー失活をせず、熱的失活を起こしていた。しかし、ホストとドーパントの３重項エネルギーの関係を上記のようにすることにより、３重項励起子が熱的失活を起こす前に互いの衝突により効率的に１重項励起子を生成し発光効率が向上することになる。
【００５５】
電子輸送帯域において、発光層に隣接する部分に障壁層を設けると好ましい。障壁層は、発光層で生成する３重項励起子が電子輸送帯域へ拡散することを防止し、３重項励起子を発光層内に閉じ込めることによって３重項励起子の密度を高め、ＴＴＦ現象を効率よく引き起こす機能を有する。
【００５６】
３重項励起子拡散防止のため、図２Ａ，２Ｂに示すように、障壁層を構成する化合物の３重項エネルギーＥＴｂはＥＴｈより大きく、さらに、ＥＴｄよりも大きいことが好ましい。障壁層は発光層にて生成された３重項励起子が電子輸送帯域へ拡散することを防止するので、発光層内においてホストの３重項励起子が効率的に１重項励起子となり、その１重項励起子がドーパント上へ移動して光学的なエネルギー失活をする。障壁層を形成する材料は、本発明のイミダゾピリジン誘導体である。本発明のイミダゾピリジン誘導体は耐正孔性があるので劣化し難く、素子の長寿命化が図れる。
本発明のイミダゾピリジン誘導体を含む障壁層は、電子注入・輸送機能の役割も果たすことができるので、障壁材料に注入された電子は、電子輸送構造部位を介してより電子を供与しやすい。即ちＬＵＭＯ準位の高い構造部位へと移動することによって、発光層への電子注入に寄与することとなる。
【００５７】
上記電子輸送帯域と陰極の間には、低仕事関数金属含有層を有してもよい。低仕事関数金属含有層とは、低仕事関数金属や、低仕事関数金属化合物を含有する層である。低仕事関数金属や低仕事金属化合物のみで形成されても、電子輸送層として用いられる材料に、低仕事関数金属、低仕事関数金属化合物、又は低仕事関数金属錯体をドナーとして添加して形成してもよい。低仕事関数金属とは、仕事関数が３．８ｅＶ以下の金属をいう。低仕事関数が３．８ｅＶ以下の金属は、アルカリ金属、アルカリ土類金属等が挙げられる。アルカリ金属としては、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓ等が挙げられる。アルカリ土類金属としては、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ等が挙げられる。その他としては、Ｙｂ，Ｅｕ及びＣｅ等が挙げられる。また低仕事関数金属化合物としては、低仕事金属関数の酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、ホウ酸塩が好ましい。ハロゲン化物としては、フッ化物、塩化物、臭化物が挙げられるが、フッ化物が好ましい。例えばＬｉＦが好ましいものとして用いられる。また、低仕事関数金属錯体としては、低仕事関数金属の錯体であり、アルカリ金属、アルカリ土類金属又は希土類金属の有機金属錯体が好ましい。
【００５８】
尚、ＴＴＦ現象を利用して効率を高めることは青色蛍光層において顕著であるが、緑色蛍光層、赤色蛍光層においても、３重項エネルギーを発光層内に閉じ込め発光効率を向上させることができる。
【００５９】
本発明の有機ＥＬ素子の発光層は、好ましくは下記式（４）で表わされるアントラセン誘導体又は下記式（５）で表されるピレン誘導体を少なくとも１種をホストとして含有する。
【００６０】
（アントラセン誘導体）
式（４）で表されるアントラセン誘導体は、下記化合物である。
【化２８】
2012005009.tif 000030
（Ａｒ１１及びＡｒ１２は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜５０の単環基、置換若しくは無置換の環形成原子数８〜５０の縮合環基、又は単環基と縮合環基との組合せから構成される基である。
Ｒ１０１〜Ｒ１０８は、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜５０の単環基、置換若しくは無置換の環形成原子数８〜５０の縮合環基、単環基と縮合環基との組合せから構成される基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数３〜５０のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素数７〜５０のアラルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換のシリル基、ハロゲン原子、シアノ基から選ばれる基である。）
【００６１】
式（４）における、単環基とは、縮合構造を持たない環構造のみで構成される基である。
環形成原子数５〜５０の単環基（好ましくは環形成原子数５〜３０、より好ましくは環形成原子数５〜２０）として具体的には、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基等の芳香族基と、ピリジル基、ピラジル基、ピリミジル基、トリアジニル基、フリル基、チエニル基等の複素環基が好ましい。
中でも、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基が好ましい。
【００６２】
式（４）における、縮合環基とは、２環以上の環構造が縮環した基である。
前記環形成原子数８〜５０の縮合環基（好ましくは環形成原子数８〜３０、より好ましくは環形成原子数８〜２０）として具体的には、ナフチル基、フェナントリル基、アントリル基、クリセニル基、ベンゾアントリル基、ベンゾフェナントリル基、トリフェニレニル基、ベンゾクリセニル基、インデニル基、フルオレニル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フルオランテニル基、ベンゾフルオランテニル基等の縮合芳香族環基や、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、キノリル基、フェナントロリニル基等の縮合複素環基が好ましい。
中でも、ナフチル基、フェナントリル基、アントリル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、フルオランテニル基、ベンゾアントリル基、ジベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、カルバゾリル基が好ましい。
【００６３】
炭素数１〜５０のアルキル基、環形成炭素数３〜５０のシクロアルキル基、炭素数１〜５０のアルコキシ基、環形成炭素数６〜５０のアリールオキシ基及び置換若しくは無置換のシリル基の具体例については、式（１）と同様である。
炭素数７〜５０のアラルキル基としては、アラルキル基は、−Ｙ−Ｚと表され、Ｙの例として上記のアルキルの例に対応するアルキレンの例が挙げられ、Ｚの例として上記のアリールの例が挙げられる。アラルキル基は、炭素数７〜５０アラルキル基（アリール部分は炭素数６〜４９（好ましくは６〜３０、より好ましくは６〜２０、特に好ましくは６〜１２）、アルキル部分は炭素数１〜４４（好ましくは１〜３０、より好ましくは１〜２０、さらに好ましくは１〜１０、特に好ましくは１〜６））であることが好ましく、例えばベンジル基、フェニルエチル基、２−フェニルプロパン−２−イル基である。
【００６４】
Ａｒ１１、Ａｒ１２、Ｒ１０１〜Ｒ１０８、の「置換若しくは無置換」の好ましい置換基として、単環基、縮合環基、アルキル基、シクロアルキル基、シリル基、アルコキシ基、シアノ基、ハロゲン原子（特にフッ素）が好ましく、特に好ましくは、単環基、縮合環基であり、好ましい具体的な置換基は上述の式（４）の各基及び上述の式（１）における各基と同様である。
【００６５】
式（４）で表されるアントラセン誘導体は、下記アントラセン誘導体（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）のいずれかであることが好ましく、適用する有機ＥＬ素子の構成や求める特性により選択される。
【００６６】
（アントラセン誘導体（Ａ））
当該アントラセン誘導体は、式（４）におけるＡｒ１１及びＡｒ１２が、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の環形成原子数８〜５０の縮合環基となっている。当該アントラセン誘導体としては、Ａｒ１１及びＡｒ１２が同一の置換若しくは無置換の縮合環基である場合、及び異なる置換若しくは無置換の縮合環基である場合に分けることができる。
【００６７】
式（４）におけるＡｒ１１及びＡｒ１２が異なる（置換位置の違いを含む）置換若しくは無置換の縮合環基であるアントラセン誘導体が特に好ましく、縮合環の好ましい具体例は上述した通りである。中でもナフチル基、フェナントリル基、ベンズアントリル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ジベンゾフラニル基が好ましい。
【００６８】
（アントラセン誘導体（Ｂ））
当該アントラセン誘導体は、式（４）におけるＡｒ１１及びＡｒ１２の一方が置換若しくは無置換の環形成原子数５〜５０の単環基であり、他方が置換若しくは無置換の環形成原子数８〜５０の縮合環基となっている。
好ましい形態として、Ａｒ１２がナフチル基、フェナントリル基、ベンゾアントリル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ジベンゾフラニル基であり、Ａｒ１１が単環基又は縮合環基が置換されたフェニル基である。
好ましい単環基、縮合環基の具体的な基は上述した通りである。
別の好ましい形態として、Ａｒ１２が縮合環基であり、Ａｒ１１が無置換のフェニル基である。この場合、縮合環基として、フェナントリル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ベンゾアントリル基が特に好ましい。
【００６９】
（アントラセン誘導体（Ｃ））
当該アントラセン誘導体は、式（４）におけるＡｒ１１及びＡｒ１２が、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜５０の単環基となっている。
好ましい形態として、Ａｒ１１、Ａｒ１２ともに置換若しくは無置換のフェニル基である。
さらに好ましい形態として、Ａｒ１１が無置換のフェニル基であり、Ａｒ１２が単環基、縮合環基を置換基として持つフェニル基である場合と、Ａｒ１１、Ａｒ１２がそれぞれ独立に単環基、縮合環基を置換基として持つフェニル基である場合がある。
前記置換基としての好ましい単環基、縮合環基の具体例は上述した通りである。さらに好ましくは、置換基としての単環基としてフェニル基、ビフェニル基、縮合環基として、ナフチル基、フェナントリル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ベンゾアントリル基である。
【００７０】
（ピレン誘導体）
式（５）で表されるピレン誘導体は、下記化合物である。
【化２９】
2012005009.tif 000031
（式中、Ａｒ１１１及びＡｒ２２２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基である。
Ｌ１０１及びＬ１０２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の２価のアリール基又は複素環基を示す。
ｍは０〜１の整数、ｎは１〜４の整数、ｓは０〜１の整数、ｔは０〜３の整数である。
また、Ｌ１０１又はＡｒ１１１はピレンの１〜５位のいずれかに結合し、Ｌ１０２又はＡｒ２２２はピレンの６〜１０位のいずれかに結合する。）
【００７１】
式（５）におけるＬ１０１及びＬ１０２は、好ましくは置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のビフェニレン基、置換もしくは無置換のナフチレン基、置換もしくは無置換のターフェニレン基及び置換もしくは無置換のフルオレニレン基及びこれら置換基の組合せからなる２価のアリール基である。
また、この置換基としては、式（１）における「置換もしくは無置換の・・・」における置換基と同様である。Ｌ１０１及びＬ１０２の置換基は、好ましくは、炭素数１〜２０のアルキル基である。
【００７２】
一般式（５）におけるｍは、好ましくは０〜１の整数である。一般式（５）におけるｎは、好ましくは１〜２の整数である。一般式（５）におけるｓは、好ましくは０〜１の整数である。
一般式（５）におけるｔは、好ましくは０〜２の整数である。
Ａｒ１１１及びＡｒ２２２のアリール基は、式（１）における各基と同様である。
好ましくは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリール基、より好ましくは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１６のアリール基、アリール基の好ましい具体例としては、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、フルオレニル基、ビフェニル基、アントリル基、ピレニル基である。
【００７３】
式（４）で表されるアントラセン誘導体、又は式（５）で表わされるピレン誘導体を含有する発光層は、好ましくは本発明のイミダゾピリジン誘導体を含有する障壁層、電子注入層又は電子輸送層と接している。発光層と本発明のイミダゾピリジン誘導体を含む障壁層、電子注入層又は電子輸送層が接しているとき、ＴＴＦ現象を利用して発光効率を高めることができる。
【００７４】
本発明の有機ＥＬ素子においては、発光層が、発光性ドーパント（りん光性ドーパント及び／又は蛍光性ドーパント）を含有してもよい。
上記蛍光性ドーパントは一重項励起子から発光することのできる化合物である。蛍光性ドーパントとしては、アミン系化合物、芳香族化合物、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体等のキレート錯体、クマリン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ビススチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体等から、要求される発光色に合わせて選ばれる化合物であることが好ましく、スチリルアミン化合物、スチリルジアミン化合物、アリールアミン化合物、アリールジアミン化合物、芳香族化合物がより好ましく、縮合多環アミン誘導体、芳香族化合物がさらに好ましい。これらの蛍光性ドーパントは単独でもまた複数組み合わせて使用してもよい。
【００７５】
上記縮合多環アミン誘導体としては、下記式（１２）で表されるものが好ましい。
【化３０】
2012005009.tif 000032
（式中、Ｙは環形成炭素数１０〜５０の置換もしくは無置換の縮合アリール基を示す。
Ａｒ１０１、Ａｒ１０２は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０の複素環基を示す。
Ｙの具体例としては、前述する縮合アリール基が挙げられ、好ましくは置換もしくは無置換のアントリル基、置換もしくは無置換のピレニル基、置換もしくは無置換のクリセニル基である。
ｎは１〜４の整数である。ｎは１〜２の整数であることが好ましい。）
【００７６】
式（１２）おいて、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、複素環基の例として上記で例示したものが挙げられる。
【００７７】
上記芳香族化合物としては、下記式（１３）で表されるフルオランテン化合物が好ましい。
【化３１】
2012005009.tif 000033
（式中、Ｘ３０１〜Ｘ３０６及びＸ３０８〜Ｘ３１１は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜８のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数７〜５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成原子数６〜５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数２〜５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基で置換されたアミノ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基及びはカルボキシル基から選ばれる。
Ｘ３０７及びＸ３１２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、及び置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜８のシクロアルキル基から選ばれる。
但し、Ｘ３０３とＸ３０４は、互いに異なる置換基である。
また、Ｘ３０１〜Ｘ３１２において、隣接する置換基同士は互いに結合して飽和もしくは不飽和の環状構造を形成してもよく、これら環状構造は置換されてもよい。）
【００７８】
式（１３）のＸ３０３又はＸ３０４は、好ましくは置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基である。また、式（１３）の「置換もしくは無置換」の好ましい置換基は、シアノ基又はハロゲン原子である。
【００７９】
式（１３）おいて、アリール基、複素環基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アラルキル基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、ハロゲン原子の例として上記で例示したものが挙げられる。
【００８０】
尚、ＴＴＦ現象を利用するときは効率面から、ドーパントは好ましくは主ピーク波長が５５０ｎｍ以下の蛍光発光を示すドーパントであり、より好ましくは青色発光ドーパントである。
主ピーク波長とは、発光スペクトラムにおける発光強度が最大となる発光スペクトルのピーク波長をいい、主ピーク波長５５０ｎｍとは緑色発光程度に相当する。当該波長領域ではＴＴＦ現象を利用した蛍光発光素子の発光効率の向上が望まれる。４８０ｎｍ以下の青色発光を示す蛍光発光素子においては、より高い発光効率の向上が期待できる。
【００８１】
本発明の有機ＥＬ素子の基板、陽極、陰極、正孔注入層、正孔輸送層等のその他の部材は、ＷＯ２００８／０２３７５９Ａ１、ＷＯ２００８／０２３７５９Ａ１、ＷＯ２００９／１０７５９６Ａ１、ＷＯ２００９／０８１８５７Ａ１、ＵＳ２００９／０２４３４７３Ａ１、ＵＳ２００８／００１４４６４Ａ１、ＵＳ２００９／００２１１６０Ａ１等に記載の公知のものを適宜選択して用いることができる。
【実施例】
【００８２】
[中間体の合成]
合成例１
（ａ）７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテン−３−イルボロン酸の合成
下記スキームに従って、７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテン−３−イルボロン酸を合成した。
【化３２】
2012005009.tif 000034
【００８３】
（ａ−１）５−ブロモアセナフチレンの合成
５−ブロモアセナフテン２５．４ｇ（１０７．３ｍｍｏｌ）及び脱水ベンゼン５００ｍｌに、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノ−１，４−ベンゾキノン（ＤＤＱ）２９．２ｇ（１２８．７ｍｍｏｌ）を加え、加熱還流下、６時間攪拌した。反応混合物にＤＤＱを６．０ｇ（２６．４ｍｍｏｌ）加え、４時間加熱攪拌した。放冷後、沈殿物を濾別し、クロロホルムで洗浄した。濾液を合わせて、１０％水酸化ナトリウム水溶液、水で洗浄した。分液後、有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去した。残渣を減圧下、乾燥し、褐色の固体として５−ブロモアセナフチレン１３．０ｇ（収率５１．６％）を得た。【００８４】
（ａ−２）３−ブロモ−７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテンの合成
１，３−ジフェニルイソベンゾフラン１４．９ｇ（５５．２ｍｍｏｌ）、５−ブロモ−アセナフチレン１２．８ｇ（５５．２ｍｍｏｌ）のトルエン５０ｍｌの混合物を加熱還流下、１６時間攪拌した。溶媒を留去後、酢酸１２００ｍｌを加え、８０℃に加熱した。この混合物に、４８％ＨＢｒ水溶液１５０ｍｌを加え、８０℃にて１時間攪拌した。室温まで冷却後、沈殿物を濾取し、メタノールで洗浄した。得られた黄色固体をトルエン２００ｍｌで再結晶化した。結晶を濾取し、黄色固体として３−ブロモ−７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテン１９．８ｇ（収率：７４％）を得た。【００８５】
（ａ−３）７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテン−３−イルボロン酸の合成
３−ブロモ−７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテン３０．８ｇ（６４．０ｍｍｏｌ）を脱水テトラヒドロフラン４００ｍｌ、脱水トルエン３００ｍｌに溶解させ、−７０℃に冷却し、ｎ−ブチルリチウム４４．６ｍｌ（７０．４ｍｍｏｌ）を滴下して１時間撹拌し、トリイソプリピルボロン酸エステル４４．０ｍｌ（１９２ｍｍｏｌ）を加え、２時間かけて室温まで昇温した。１０％塩酸２００ｍｌを加え、２時間撹拌した。沈殿物を濾取し、トルエンで洗浄及び減圧下で乾燥し、黄色の固体として７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテン−３−イルボロン酸２５．１４ｇ（収率８８％）を得た。【００８６】
合成例２
（ｂ）４−（７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテン−３−イル）フェニルボロン酸の合成
下記スキームに従って、４−（７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテン−３−イル）フェニルボロン酸を合成した。
【化３３】
2012005009.tif 000035
【００８７】
（ｂ−１）３−（４−ブロモフェニル）−７，１２−ジフェニルベンゾ[ｋ]フルオランテンの合成
アルゴン雰囲気下、７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテン−３−イルボロン酸１．７９ｇ（４ｍｍｏｌ）、４−ブロモヨードベンゼン１．２５ｇ（４．４ｍｍｏｌ）、テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム（０）０．１４ｇ（０．１２ｍｍｏｌ）、トルエン１２ｍｌ及び２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液６ｍｌの混合物を７時間加熱還流撹拌した。反応溶液を室温に冷却し、トルエンで抽出した後、有機層を飽和食塩水で洗浄した。得られた有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルクロマトグラフィーで精製し、３−（４−ブロモフェニル）−７，１２−ジフェニルベンゾ[ｋ]フルオランテン１．３０ｇ（収率５８％）を得た。【００８８】
（ｂ−２）４−（７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテン−３−イル）フェニルボロン酸の合成
アルゴン雰囲気下、３−（４−ブロモフェニル）−７，１２−ジフェニルベンゾ[ｋ]フルオランテン１．３０ｇ（２．３２ｍｍｏｌ）を脱水トルエン２３ｍｌ及び脱水テトラヒドロフラン２３ｍｌに溶解し、−７０℃に冷却し、ｎ−ブチルリチウム１．６ｍｌ（２．５５ｍｍｏｌ）を滴下して１時間撹拌し、トリイソプリピルボロン酸エステル１．６ｍｌ（６．９８ｍｍｏｌ）を加え、−７０℃で１時間撹拌した後、室温まで昇温した。反応溶液に２Ｍ塩酸を加えてトルエンで抽出を行った後、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去した。得られた残渣をヘキサンで洗浄し、４−（７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテン−３−イル）フェニルボロン酸０．７５ｇ（収率６２％）を得た。【００８９】
合成例３
（ｃ）２−（４−ブロモフェニル）−イミダゾ［１，２−ａ］ピリジンの合成
下記スキームに従って、２−（４−ブロモフェニル）−イミダゾ［１，２−ａ］ピリジンを合成した。
【化３４】
2012005009.tif 000036
【００９０】
４−ブロモフェナシルブロミド１１．１ｇ（４０ｍｍｏｌ）、２−アミノピリジン４．１４ｇ（４４ｍｍｏｌ）及び炭酸水素ナトリウム５．０４ｇ（６０ｍｍｏｌ）の混合物をエタノール８０ｍｌ中で５時間還流した。反応終了後、生成した結晶をろ取し、水及びアセトンで洗浄、並びに減圧下にて乾燥を行い、２−（４−ブロモフェニル）−イミダゾ［１，２−ａ］ピリジン９．５４ｇ（収率８７％）を得た。【００９１】
合成例４
（ｄ）２−（３−ブロモフェニル）−イミダゾ［１，２−ａ］ピリジンの合成
下記スキームに示されるように、４−ブロモフェナシルブロミドの代わりに３−ブロモフェナシルブロミドを用いた他は合成例３と同様に反応を行って、２−（３−ブロモフェニル）−イミダゾ［１，２−ａ］ピリジンを合成した。
【化３５】
2012005009.tif 000037
【００９２】
合成例５
（ｅ）トリフルオロメタンスルホン酸  ６−｛４−（イミダゾ[１，２−ａ]ピリジン−２−イル）フェニル｝ナフタレン−２−イルの合成
下記スキームに従って、トリフルオロメタンスルホン酸  ６−｛４−（イミダゾ[１，２−ａ]ピリジン−２−イル）フェニル｝ナフタレン−２−イルを合成した。
【化３６】
2012005009.tif 000038
【００９３】
（ｅ−１）６−ヒドロキシナフタレン−２−イルボロン酸の合成
アルゴン雰囲気下、６−ブロモ−２−ナフトール５．５８ｇ（２５ｍｍｏｌ）を脱水テトラヒドロフラン１２５ｍｌに溶解し、−７０℃に冷却し、ｎ−ブチルリチウムのヘキサン溶液３３ｍｌ（５５ｍｍｏｌ）を３０分間かけて徐々に滴下した。−７０℃で１．５時間撹拌した後、ホウ酸トリイソプロピル１１．５ｍｌ（５０ｍｍｏｌ）を加えて３０分間―７０℃で撹拌し、その後、徐々に室温に戻しながら３時間撹拌を行った。反応混合物に２Ｍ塩酸１００ｍｌを加えて室温で２時間撹拌を行った。得られた反応溶液を分液し、水層を酢酸エチルで抽出した。有機層を一つにあわせ飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を留去した。得られた残渣をジクロロメタンで懸濁洗浄して６−ヒドロキシナフタレン−２−イルボロン酸４．０２ｇ（収率８５％）を得た。【００９４】
（ｅ−２）６−｛４−（イミダゾ[１，２−ａ]ピリジン−２−イル）フェニル｝−２−ナフトールの合成
アルゴン雰囲気下、２−（４−ブロモフェニル）−イミダゾ［１，２−ａ］ピリジン１．５７ｇ（５．７３ｍｍｏｌ）、６−ヒドロキシナフタレン−２−イルボロン酸１．１９ｇ（６．３０ｍｍｏｌ）、テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム（０）０．２０ｇ（０．１７２ｍｍｏｌ）、１，２−ジメトキシエタン２０ｍｌ及び２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液１０ｍｌの混合物を８時間加熱還流した。反応混合物を室温に冷却し、希塩酸を用いて中和を行い、生成した固体を濾取してメタノール−水混合液で洗浄し乾燥させた。得られた固体をトルエンで洗浄し、６−｛４−（イミダゾ[１，２−ａ]ピリジン−２−イル）フェニル｝−２−ナフトール１．４５ｇ（収率７５％）を得た。【００９５】
（ｅ−３）トリフルオロメタンスルホン酸  ６−｛４−（イミダゾ[１，２−ａ]ピリジン−２−イル）フェニル｝ナフタレン−２−イルの合成
アルゴン雰囲気下、６−｛４−（イミダゾ[１，２−ａ]ピリジン−２−イル）フェニル｝−２−ナフトール１．４５ｇ（４．３２ｍｍｏｌ）及びジクロロメタン４０ｍｌの混合物を０℃に冷却し、ピリジン１．４ｍｌ（１７．３ｍｍｏｌ）を加え、次いでトリフルオロメタンスルホン酸無水物１．４ｍｌ（８．５３ｍｍｏｌ）を加えて１０分間撹拌を行った。反応混合物を室温に昇温し、２．５時間撹拌を行った。反応混合物を氷水浴で冷却しながら、０．５Ｍ塩酸を用いて中和し、ジクロロメタンで抽出を行い飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルクロマトグラフィーにて精製し、トリフルオロメタンスルホン酸  ６−｛４−（イミダゾ[１，２−ａ]ピリジン−２−イル）フェニル｝ナフタレン−２−イル１．８７ｇ（収率９３％）を得た。【００９６】
[イミダゾピリジン誘導体の合成]
実施例１
アルゴン雰囲気下、７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテン−３−イルボロン酸１．８８ｇ（４．２ｍｍｏｌ）、２−（４−ブロモフェニル）−イミダゾ［１，２−ａ］ピリジン１．０９ｇ（４．０ｍｍｏｌ）、テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム（０）０．１４ｇ（０．１２ｍｍｏｌ）、１，２−ジメトキシエタン１２ｍｌ及び２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液６ｍｌの混合物を７時間加熱還流撹拌した。反応混合物を室温まで冷却し、水を加え１時間撹拌を行った。生成した固体をろ取し、水、メタノールで洗浄後、減圧下にて乾燥を行った。得られた固体をシリカゲルクロマトグラフィーにて精製し、黄色固体２．２６ｇを得た。得られた化合物は、マススペクトル分析の結果、化合物１であり、分子量５９６．２３に対しｍ／ｅ＝５９６であった。また、収率は９５％であった。
【化３７】
2012005009.tif 000039
【００９７】
実施例２
２−（４−ブロモフェニル）−イミダゾ［１，２−ａ］ピリジンのかわりに２−（３−ブロモフェニル）−イミダゾ［１，２−ａ］ピリジンを用いた他は実施例１と同様に反応を行った。
得られた化合物は、マススペクトル分析の結果、下記化合物２であり、分子量５９６．２３に対しｍ／ｅ＝５９６であった。また、収率８９％であった。
【化３８】
2012005009.tif 000040
【００９８】
実施例３
７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテン−３−イルボロン酸のかわりに４−（７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテン−３−イル）フェニルボロン酸０．７５ｇを用いた他は実施例１と同様に反応を行った。
得られた化合物は、マススペクトル分析の結果、下記化合物３であり、分子量６７２．２６に対しｍ／ｅ＝６７２であった。また、収率６０％であった。
【化３９】
2012005009.tif 000041
【００９９】
実施例４
２−（４−ブロモフェニル）−イミダゾ［１，２−ａ］ピリジンのかわりにトリフルオロメタンスルホン酸  ６−｛４−（イミダゾ[１，２−ａ]ピリジン−２−イル）フェニル｝ナフタレン−２−イルを用いた他は実施例１と同様に反応を行った。
得られた化合物は、マススペクトル分析の結果、下記化合物４であり、分子量７２２．２７に対しｍ／ｅ＝７２２であった。また、収率７５％であった。
【化４０】
2012005009.tif 000042
【０１００】
化合物１及び２に関して３重項エネルギー（ＥＴ）、イオン化ポテンシャル及びアフィニティを以下の方法で評価した。結果を表１に示す。
（１）３重項エネルギー（ＥＴ）
市販の装置Ｆ−４５００（日立社製）を用いて３重項エネルギーを測定した。ＥＴの換算式は、以下の通りである。
換算式  ＥＴ（ｅＶ）＝１２３９．８５／λｅｄｇｅ
「λｅｄｇｅ」とは、縦軸にりん光強度、横軸に波長をとって、りん光スペクトルを表したときに、りん光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸の交点の波長値を意味する。単位：ｎｍ。
（２）イオン化ポテンシャル
大気下光電子分光装置（理研計器（株）社製：ＡＣ−３）を用いてイオン化ポテンシャルを測定した。具体的には、得られた化合物に光を照射し、その際に電荷分離によって生じる電子量を測定することにより、イオン化ポテンシャルを測定した。
（３）アフィニティ（Ａｆ）
イオン化ポテンシャルとエネルギーギャップの測定値からアフィニティを算出した。エネルギーギャップはトルエン中の吸収スペクトルの吸収端から測定した。具体的には、市販の可視・紫外分光光度計を用いて、得られた化合物の吸収スペクトルを測定し、そのスペクトルが立ち上がり始める波長から算出した。【０１０１】
【表１】
2012005009.tif 000043
【０１０２】
[有機ＥＬ素子の作製]
実施例５
有機ＥＬ素子に使用した材料は、以下の通りである。
【化４１】
2012005009.tif 000044
【化４２】
2012005009.tif 000045
【０１０３】
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極（陽極）付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に透明電極を覆うようにして膜厚５０ｎｍの化合物ＨＴ−１を成膜した。ＨＴ−１膜は正孔注入層として機能する。ＨＴ−１膜の成膜に続けて、化合物ＨＴ−２を蒸着してＨＴ−１膜上に膜厚４５ｎｍのＨＴ−２膜を成膜した。ＨＴ−２膜は正孔輸送層として機能する。
ＨＴ−２膜上に化合物ＢＨ−１（ホスト材料）及び化合物ＢＤ−１（ドーパント材料）を２０：１の膜厚比で蒸着し、膜厚２５ｎｍの発光層を成膜した。発光層の上に化合物１を蒸着して、発光層上に膜厚２５ｎｍの電子輸送層を形成した。この後、ＬｉＦを膜厚１ｎｍで成膜した。このＬｉＦ膜上に金属Ａｌを８０ｎｍ蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ素子を作製した。【０１０４】
作製した有機ＥＬ素子について、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２における駆動時の素子性能（駆動電圧、発光効率及び発光色）、及び電流密度８ｍＡ／ｃｍ２において輝度が５％減少するまでの時間（輝度９５％寿命）を評価した。結果を表２に示す。【０１０５】
実施例６〜８並びに比較例１及び２
化合物１の代わりに化合物２〜４、ＥＴ−１及びＥＴ−２をそれぞれ用いて電子輸送層を形成した他は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。【０１０６】
【表２】
2012005009.tif 000046
【０１０７】
実施例９
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極（陽極）付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に透明電極を覆うようにして膜厚５０ｎｍの化合物ＨＴ−１を成膜した。ＨＴ−１膜は正孔注入層として機能する。ＨＴ−１膜の成膜に続けて、化合物ＨＴ−２を蒸着してＨＴ−１膜上に膜厚４５ｎｍのＨＴ−２膜を成膜した。ＨＴ−２膜は正孔輸送層として機能する。
ＨＴ−２膜上に化合物ＢＨ−１（ホスト材料）及び化合物ＢＤ−１（ドーパント材料）を２０：１の膜厚比で蒸着し、膜厚２５ｎｍの発光層を成膜した。発光層の上に化合物１とリチウムキノリノラート（Ｌｉｑ）を１：１の膜圧比で蒸着して、発光層上に膜厚２５ｎｍの電子輸送層を形成した。この電子輸送層上に金属Ａｌを８０ｎｍ蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ素子を作製した。
得られた有機ＥＬ素子について、実施例５と同様の評価を行った。結果を表３に示す。【０１０８】
実施例１０並びに比較例３〜４
化合物１の代わりに化合物２、ＥＴ−１及びＥＴ−２をそれぞれ用いて電子輸送層を形成した他は実施例５と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表３に示す。【０１０９】
【表３】
2012005009.tif 000047
【０１１０】
表１〜３の結果から、化合物１〜４を用いることにより、低電圧、高効率且つ長寿命な素子が得られることが分かる。これは、電子注入性を高めるイミダゾピリジン構造を導入することで低電圧化を行う一方で、ベンゾフルオランテン環が高い正孔耐性を有することから、電子輸送層に流入する正孔による素子の劣化を低減することにより、素子の高効率化・発光寿命の向上を同時に実現したためと考えられる。
また、ベンゾフルオランテン環のアフィニティが大きいことから、電子輸送層をリチウムキノレートとの共蒸着層とした際にも、駆動電圧が低い値となっていることが分かる。
化合物１〜４は、高い発光効率を実現しているが、この高効率の要因として、障壁材の効果が関与している可能性が示唆される。ホスト材料のＢＨ−１の３重項エネルギーは、化合物１及び化合物２と同様の方法で算出すると１．８３ｅＶであり、本発明の化合物の値はこれと比べ十分に大きいことから、発光層内への３重項励起子の閉じ込め効果が生じていることが考えられる。【０１１１】
実施例１１
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極（陽極）付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に透明電極を覆うようにして膜厚５０ｎｍの化合物ＨＴ−１を成膜した。ＨＴ−１膜は正孔注入層として機能する。ＨＴ−１膜の成膜に続けて、化合物ＨＴ−２を蒸着してＨＴ−１膜上に膜厚４５ｎｍのＨＴ−２膜を成膜した。ＨＴ−２膜は正孔輸送層として機能する。
ＨＴ−２膜上に化合物ＢＨ−１（ホスト材料）及び化合物１（ドーパント材料）を２０：１の膜厚比で蒸着し、膜厚２５ｎｍの発光層を成膜した。発光層の上にＴＢ−１を蒸着して、発光層上に膜厚５ｎｍのＴＢ−１層を形成した。この層は三重項励起子阻止層として機能する。ＴＢ−１膜上にＥＴ−３を蒸着して、発光層上に膜厚２０ｎｍのＥＴ−３層を形成した。この層は電子輸送層として機能する。この後、ＬｉＦを膜厚１ｎｍで成膜した。このＬｉＦ膜上に金属Ａｌを８０ｎｍ蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ素子を作製した。【０１１２】
尚、上記ＴＢ−１及びＥＴ−３は、それぞれ下記構造を有する化合物である。
【化４３】
2012005009.tif 000048
【０１１３】
作製した有機ＥＬ素子について、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２における駆動時の素子性能（駆動電圧、発光効率及び発光色）を評価したところ、３．５Ｖで駆動し、８．７ｃｄ／Ａの発光効率の青色発光が得られた。
上記のように、本発明の化合物は青色蛍光発光素子用ドーパント材料としても用いることができ、高い発光効率を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明のイミダゾピリジン誘導体を含んでなる有機ＥＬ素子は、低消費電力化が望まれる大型テレビ向け表示パネルや照明パネル等に用いることができる。【０１１５】
上記に本発明の実施形態及び／又は実施例を幾つか詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施形態及び／又は実施例に多くの変更を加えることが容易である。従って、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
この明細書に記載の文献の内容を全てここに援用する。
【図１】
2012005009.tif 000053
【図２Ａ】
2012005009.tif 000054
【図２Ｂ】
2012005009.tif 000055
【手続補正書】
【提出日】平成25年5月23日(2013.5.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で表わされるイミダゾピリジン誘導体。
【化４４】
2012005009.tif 000056
（Ｒ１〜Ｒ１２のいずれか１つは単結合でＬと結合し、単結合以外のＲ１〜Ｒ１２は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜８のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
Ｘ１〜Ｘ４は、それぞれ窒素原子、又はＣ（Ｒ２３）で表わされる連結基である、及び／又は、Ｘ１のＲ２３とＸ２のＲ２３、Ｘ２のＲ２３とＸ３のＲ２３、及びＸ３のＲ２３とＸ４のＲ２３が、それぞれ互いに結合し、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１８の芳香環を形成する、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜１８の芳香族複素環を形成する。
Ｘ１〜Ｘ４の連結基Ｃ（Ｒ２３）が複数の場合、複数のＲ２３は同じでも異なってもよい。
Ｒ２１〜Ｒ２３のいずれか１つは単結合でＬと結合し、単結合以外のＲ２１〜Ｒ２３は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜８のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
Ｌは、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１２のアリーレン基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の２価の複素環基、又は２〜３個のこれら２価の基が単結合で結合してなる連結基である。）
【請求項２】
下記式（２）で表わされる請求項１に記載のイミダゾピリジン誘導体。
【化４５】
2012005009.tif 000057
（式中、Ｘ１〜Ｘ４、Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ１２、Ｒ２１〜Ｒ２３及びＬは、式（１）と同様である。）
【請求項３】
下記式（３）で表わされる請求項１又は２に記載のイミダゾピリジン誘導体。
【化４６】
2012005009.tif 000058
（式中、Ｘ１〜Ｘ４、Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ１２、Ｒ２２、Ｒ２３及びＬは、式（１）と同様である。）
【請求項４】
Ｒ７及びＲ１２が、それぞれ環形成炭素数６〜３０のアリール基である請求項１〜３のいずれかに記載のイミダゾピリジン誘導体。
【請求項５】
有機エレクトロルミネッセンス素子用材料である請求項１〜４のいずれかに記載のイミダゾピリジン誘導体。
【請求項６】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料が、電子注入材料又は電子輸送材料である請求項５に記載のイミダゾピリジン誘導体。
【請求項７】
陰極と陽極の間に少なくとも発光層を含む１以上の有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層の少なくとも１層が、請求項１〜４のいずれかに記載のイミダゾピリジン誘導体を単独もしくは混合物の成分として含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記有機薄膜層が電子注入層又は電子輸送層を含み、前記電子注入層又は該電子輸送層が、請求項１〜４のいずれかに記載のイミダゾピリジン誘導体を単独もしくは混合物の成分として含有する請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記イミダゾピリジン誘導体を含有する電子注入層又は電子輸送層が、還元性ドーパントをさらに含有する請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記還元性ドーパントが、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体及び希土類金属の有機錯体からなる群から選択される１種又は２種以上である請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記還元性ドーパントが、アルカリ金属の８−キノリノール錯体である請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【国際調査報告】
2012005009.tif 000059
2012005009.tif 000060
2012005009.tif 000061
2012005009.tif 000062